Metabolisme Tubuh

A.1 Metabolisme bahan bakar tubuh

      Metabolisme yaitu semua reaksi kimia yang berlangsung didalam sel tubuh. Reaksi-reaksi yang melibatkan molekul organik kaya energi yaitu karbohidrat, lemak dan protein dikenal sebagai metabolisme bahan bakar (Sherwood, 2001). Lintasan metabolisme dapat digolongkan dalam 3 kategori yaitu: (1) Lintasan anabolik merupakan lintasan yang digunakan untuk sintesis senyawa misalnya protein, TAG (triacylglycerol), dan glikogen. Lintasan anabolik merupakan reaksi yang membutuhkan energi. (2) Lintasan katabolik meliputi pemecahan molekul besar, biasanya meliputi reaksi oksidatif yang melepaskan energi dalam bentuk fosfat energi tinggi. Pada proses ini terjadi pemecahan karbohidrat, lemak, dan protein menjadi bentuk yang lebih sederhana yaitu laktat, gliserol, dan asam amino. (3) Lintasan amfibolik bekerja sebagai penghubung antara lintasan anabolik dan lintasan katabolik, misalnya siklus asam sitrat (Mayes dan Bender, 2003).

      Metabolisme glukosa. Glukosa dimetabolisme menjadi piruvat melalui lintasan glikolisis. Glikolisis dapat terjadi dalam keadaan anaerob dan produk akhirnya berupa laktat. Dalam keadaan aerob, piruvat dimetabolisme menjadi asetil-KoA yang kemudian masuk kedalam siklus asam sitrat untuk menjalani proses oksidasi sempurna menjadi CO₂ dan H₂O dengan pelepasan ATP pada proses fosforilasi oksidatif sehingga glukosa menjadi bahan bakar utama pada sebagian besar jaringan tubuh. Glukosa juga ikut serta dalam proses lain, misalnya:

(1) konversi menjadi glikogen (glikogenesis) di otot rangka dan hepar. (2) Lintasan pentosa fosfat merupakan lintasan alternatif dari glikolisis, lintasan ini merupakan sumber NADPH dan ribosa. (3) Triosa fosfat menghasilkan TGA. (4) Piruvat dan intermediet pada siklus asam sitrat menyediakan kerangka karbon sintesis asam amino, serta asetil-KoA merupakan prekursor asam lemak dan kolesterol (Mayes dan Bender, 2003). Glikogen merupakan bentuk polimer besar dari glukosa. Semua sel tubuh mampu menyimpan glikogen, namun penyimpanan dalam jumlah besar dapat dilakukan oleh sel hepar dan sel otot. Penyimpanan dalam bentuk glikogen ini memungkinkan penyimpanan karbohidrat dalam jumlah besar tanpa mengganggu tekanan osmotik cairan intraseluler (Guyton and Hall, 2006).

      Metabolisme asam lemak dan kolesterol. Asam lemak rantai panjang berasal dari lipid dalam makanan dan dari sintesis de novo dari asetil-KoA. Asam lemak dioksidasi menjadi asetil-KoA (β-oksidasi) atau diesterifikasi dengan gliserol menjadi TAG sebagai simpanan utama bahan bakar tubuh. Asetil-KoA dapat teroksidasi sempurna menjadi CO₂ dan H₂O melalui siklus asam sitrat, menjadi prekursor sintesis kolesterol dan steroid, serta membentuk badan keton di hepar sebagai sumber energi dalam keadaan kelaparan yang berkepanjangan (Mayes dan Bender, 2003).

      Metabolisme asam amino. Asam amino sangat penting dalam sintesis protein. Asam amino berasal dari derivat protein yang dikonsumsi dan dari pemecahan protein endogen (Ganong, 2005). Asam amino terdiri dari asam amino esensial yaitu asam amino yang harus dipasok dari makanan karena tidak dapat disintesis oleh tubuh dan asam amino non-esensial yaitu asam amino yang dapat disintesis sendiri oleh tubuh melalui proses transaminasi menggunakan nitrogen amino dari asam amino lain. Nitrogen amino setelah proses deaminasi akan menjadi urea, sedangkan kerangka karbon yang tersisa setelah transaminasi akan digunakan untuk membentuk glukosa (glukoneogenesis), membentuk badan keton, dan dioksidasi melalui siklus asam sitrat (Mayes dan Bender, 2003).

A.2. Pengaturan metabolisme bahan bakar tubuh

      Dalam mengatur metabolisme bahan bakar diperlukan peranan berbagai macam hormon. Hormon-hormon yang berperan antara lain insulin, glukagon, epinefrin, kortisol, dan hormon pertumbuhan (GH). Hormon yang paling dominan dalam mengatur perubahan metabolisme dari lintasan anabolisme ke lintasan katabolisme atau sebaliknya dan dalam menghemat glukosa adalah hormon pankreas yaitu insulin dan glukagon (Sherwood, 2001).

      Pankreas adalah organ yang terdiri dari jaringan eksokrin dan endokrin. Jaringan eksokrin menghasilkan enzim-enzim pencernaan yang dialirkan ke saluran pencernaan melalui duktus pankreatikus. Jaringan endokrin tersusun atas kumpulan sel-sel endokrin yang membentuk pulau-pulau langerhans. Sel-sel endokrin terdiri atas sel α , sel β, sel δ, dan sel F. Sel α menhasilkan glukagon, sel β menghasilkan insulin, sel δ menghasilkan somatostatin dan sel F meghasilkan polipeptida pankreas (Rhoades and Bell, 2009).

      Insulin mempunyai peranan penting dalam metabolisme karbohidrat, lemak dan protein. Insulin akan menurunkan kadar glukosa dan meningkatkan penyimpanan glukosa dengan cara mempermudah masuknya glukosa kedalam sel, merangsang glikogenesis, menghambat pemecahan glikogen (glikogenolisis), menghambat pembentukan glukosa oleh hati dengan menghambat glukoneogenesis (Sherwood, 2001).

      Glukagon mempunyai efek yang berlawanan dengan efek insulin. Glukagon bekerja di hepar dan akan menimbulkan efek pada metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Pada metabolisme karbohidrat, glukagon bekerja dengan menurunkan sintesis glikogen, meningkatkan glikogenolisis dan merangsang glukoneogenesis. Pada metabolisme lemak, glukagon bekerja dengan meningkatkan pembentukan badan keton yang berasal dari asam lemak. Pada metabolisme protein, glukagon menghambat sintesis protein dan meningkatkan penguraian protein dihepar (Sherwood, 2010). Glukagon juga meningkatkan kadar kalsium intraseluler yang akan memperkuat glikogenolisis (Goodman, 2009).